[發明專利]一種分布式云中計算中心選擇方法及其應用

有效

• 申請號: 201410172326.2
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103997515B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 沈玉龍;宗旋;張琪;姜曉鴻;裴慶祺;張華慶
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學昆山創新研究院;西安電子科技大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G06F17/30
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司61221
• 代理人: 張超

技術領域

本發明屬于云平臺數據處理技術領域，涉及一種分布式云中計算中心選擇方法及其應用，具體涉及一種用于實現減少計算中心間的通信代價的分布式云中計算中心選擇方法及其應用。

背景技術

分布式云計算系統由分散在各地的子計算中心組成，各子計算系統由當地的計算資源和存儲資源以及網絡資源組成，為用戶提供計算存儲等服務。其中，分布在不同地理位置的計算中心通過廣域網連接。

分布式云計算系統相對于集中式云計算體系具有諸多的優點。分布式云計算模式對網絡帶寬的依賴性低，因為數據的處理和存儲都是在本地的云計算子系統中進行，一方面每個子系統需要服務的客戶數據大大降低了，每個子系統只需要處理距離自己近的客戶發出的服務請求，這樣有效降低了網絡負載，提高了處理任務的響應時間。分布式云計算模式具有高靈活性，各子系統能夠為獨立處理的為用戶的特殊需求，也能夠相互協作提供處理需求復雜計算量的任務的能力。它還具有健壯性高和可擴展性強的特點，分布式云計算系統中，各個子系統獨立部署不會影響到其他子系統的運作。處理計算量巨大的任務過程中，可以將計算量大的模塊優先分配給負載空閑的計算中心處理，實現整個系統的負載均衡。分布式云計算系統中，即使某一子系統出現故障，將這個子系統的任務動態遷移給正常運作的子計算中心處理即可，不會導致整個云計算系統癱瘓，也不會中斷服務使用戶怨聲載道。搭建分布式系統過程中，各個子系統可以利用已有的計算存儲資源降低搭建費用。

應用程序要在云平臺獲得最佳性能，減少整體的不必要的資源消耗，為應用程序提供服務的虛擬機的放置是關鍵因素。當用戶請求到達時，一個計算中心可能沒有足夠的資源支持用戶需要的虛擬機，特別是對于處理大數據海量數據的任務尤為普遍，云平臺需要多個計算中心共同為用戶請求提供服務，減少計算中心之間的總體通信代價將有助于用戶程序獲得更好的性能，因此如何減少計算中心之間的總體通信成為一個關鍵問題。

當用戶請求一定數目的虛擬機時，云平臺通常有兩種策略進行處理。一種是隨機策略，在分布式云體系中隨機選擇一個計算中心處理用戶請求，為用戶分配需要的虛擬機。另一種是貪心策略，在分布式云體系中選擇容量最大的計算中心為用戶請求進行處理，當出現這個計算中心容量不足時，再選擇剩下的計算中心中容量最大的一個為用戶請求提供服務。然而，為滿足用戶需求的虛擬機數目，無論是隨機策略還是貪心策略，均會造成過大的網絡通信代價，其根本的原因是在選擇計算中心時選擇出最優計算中心的概率很低。因此，在分布式云計算中迫切需要尋找一種盡量降低網絡通信代價的計算中心選擇方法，以彌補上述兩種選擇策略的缺陷。

發明內容

為克服現有隨機策略和貪心策略在選擇計算中心時易造成過大的網絡通信代價的技術問題，本發明針對用戶提交所需虛擬機數量的這一情況，提供了一種分布式云中計算中心選擇方法及其應用，在保證用戶可以獲取云服務的前提下，提供降低網絡通信代價，減少不必要的網絡資源浪費。

本發明采取的技術方案是：

一種分布式云中計算中心選擇方法，包括如下步驟：

1)設定分布式云中計算中心的無向圖G＝(V,E)，其中V是無向圖G中頂點的集合，代表分布式云中的計算中心，E是無向圖G中邊的集合，表示不同計算中心間的連接；

2)在無向圖G中隨機選取一個頂點的集合V'，集合V'所代表的計算中心的計算容量由用戶預先設定；以集合V'中的源點v0為起始點，將源點v0周圍距離源點v0最近的頂點加入到集合V'中，若集合V'中的計算中心擁有的計算容量達到預先設定的計算容量，則終止頂點的加入；若集合V'中的計算中心擁有的計算容量未達到預先設定的計算容量，則繼續將源點v0周圍距離源點v0最近的頂點加入到集合V'中；

3)對滿足終止頂點加入的集合V'，在集合V'中連通圖的邊的長度之和作為兩頂點間的內部最長線段，將該內部最長線段作為第一條線段；

4)將集合V'中第一條線段的兩個頂點組成頂點集合V1，除去第一條線段的兩個頂點的所有其他頂點組成另一個頂點集合V2；計算頂點集合V2中的頂點到頂點集合V1的頂點的外部最長線段和外部最長路徑長度，外部最長線段的兩個頂點組成集合U；將集合U中的兩個頂點加入到頂點集合V1中，并將外部最長線段的兩個頂點從集合V₂中去除；接著，將計算出的外部最長線段的長度與外部最長路徑長度進行加和，并將該加和獲得的長度值作為下一次迭代過程的外部最長路徑長度；